(57)【要約】【課題】本発明は、既存の原子力発電の機能に手を加えることなく、緊急炉心冷却装置系統が作動しない非常時の原子炉と使用済み燃料貯蔵プールへの冷却水補充方法を提案する。【解決手段】原子炉の緊急炉心冷却装置系統が作動しない非常時は、原子炉が停止しても炉水温度が上昇蒸発し、燃料棒が露出して被覆管のジルコニュウムと水蒸気が反応して水素が発生する。その水素が空気中の酸素と結合して爆発し放射性物質飛散の大事故になる可能性がある。原子炉建屋を地下に設置することにより、原子炉の緊急炉心冷却装置系統が作動せず冷却水位が下がる非常時の原子炉や使用済み燃料貯蔵プールに、自然水源の水圧で自動通水させ冷却水を補充させることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電所の原子炉建屋を地下に設置し、原子炉と使用済み燃料貯蔵プールを自然水源（海や川や湖など）の引き潮水位以下に設置する
ことを特徴とする原子炉非常対策方法。
【請求項２】
請求項１の上記原子炉建屋において、上記自然水源の水圧による非常用通水装置を待機させておき、緊急炉心冷却装置系統が作動しない非常時に、原子炉圧力容器と原子炉格納容器と上記使用済み燃料貯蔵プールの気圧を下げ、自然水を自動通水させて冷却水を補充させる
ことを特徴とする原子炉非常対策方法。
【請求項３】
請求項１の上記原子炉建屋において、上記自然水源の水圧による非常用通水装置を待機させておき、電源が失われて緊急炉心冷却装置系統が作動しない非常時に、原子炉圧力容器と原子炉格納容器と上記使用済み燃料貯蔵プールの気圧を下げる電磁弁と非常用通水装置の電磁弁とが自動で開き、自然水を自動通水させて冷却水を補充させる
ことを特徴とする原子炉非常対策方法。
【請求項４】
請求項１の上記原子炉建屋において、上記自然水源の水圧による非常用通水装置を待機させておき、電源が正常であっても緊急炉心冷却装置系統が作動せず冷却水補充が必要な非常時に、手動で原子炉圧力容器と原子炉格納容器と上記使用済み燃料貯蔵プールの排気電磁弁スイッチと通水電磁弁スイッチを切って自然水を自動通水させて冷却水を補充させる
ことを特徴とする原子炉非常対策方法。
【請求項５】
上記原子炉や上記使用済み燃料貯蔵プールが崩壊して修復不可能な非常時には、外部に放射性物質を飛散させないために上記原子炉建屋を土砂で埋没させることができる
ことを特徴とする請求項１に記載の原子炉非常対策方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、原子炉非常対策方法に関し、特に原子力発電所の原子炉と使用済み燃料貯蔵プールの冷却装置系統が作動しない非常時の対策に適用するものである。
【背景技術】
【０００２】  沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）や改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）では、図１に示すように、炉心が原子炉圧力容器に収容され、原子炉圧力容器は原子炉格納容器に収容される。原子炉圧力容器には復水が通水され、炉心から発する高熱によって蒸気を発生させ、タービンを回転させて発電する。原子炉格納容器は事故の際に放射性物質漏洩防止のための隔壁であり、下部の圧力抑制室は蓄えた水で漏れたときの蒸気を冷却して圧力を下げる装置である。格納容器の外側には使用済み燃料貯蔵プールや様々な制御装置などが置かれ、放射線が通過しにくいコンクリート厚さ１〜２ｍの壁の原子炉建屋が取り囲む。【０００３】  運転中の炉内は９０気圧、２８０度と高温高圧である。原子炉を停止した後もウラン燃料は熱を発生し続けるし、使用済み燃料貯蔵プールの水も循環させる水で常に冷やし続ける必要があり、炉心より発生する崩壊熱を除去するために、図２に示すように、残留熱除去系（ＲＨＲ）が設備されている。【０００４】  図２において、緊急炉心冷却装置（ＥＣＣＳ）は、大地震などで原子炉が停止し冷却水が減少した場合に炉心やその周囲に大量の水を一気に注入し、水位を安全なレベルに短時間で回復し炉の異常な過熱を防ぐための装置である。【０００５】  原子炉圧力容器と原子炉格納容器には圧力調整弁があり、重大な非常時にはベント（高濃度の放射性物質を含む炉内の水蒸気を圧力調整弁により意図的に外部に放出して原子炉の崩壊を防ぐ機能）を作動させることもある。復旧作業が進まない危険な非常時のベント作動は、最終的な手段である。【０００６】  原子力発電所では安全のために大部分の系統が二つずつ設備されている。各装置を作動させる電源は送電されてくる電力数系統と非常時のジーゼル発電機が設備されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−５２９７０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  原子力発電所では安全のために大部分の系統が二つ以上設備されているが、何れも電源による作動が前提になっている。【０００９】  重要な原子炉の冷却装置も電動ポンプ作動により通水されており、電源は数系統設備されている。【００１０】  ところが、大地震や大津波などで全ての電源が失われると重要な冷却装置が作動せず、原子炉内や使用済み燃料貯蔵プールの水温が急上昇蒸発し水位が下がって燃料棒が露出する。高温の燃料被覆管合金が溶けて水と反応し水素が発生する。この水素が空気中の酸素と反応し爆発し放射性物質が飛散し大事故になることがあり、電源が失われ復旧される期間が長くても、冷却水が補充されて燃料棒が露出しない装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  事故により電源が失われ緊急炉心冷却装置系統が作動しない非常時でも、自動的に冷却水が補充されて燃料棒が露出しないための装置として、原子炉と使用済み燃料貯蔵プールを自然水源（海や川や湖など）の引き潮水位より低く設置し、自然の水圧を利用して自動的に冷却水を補充する装置を考えた。
【発明の効果】
【００１２】  電源を失い、例え電源が回復するまでの期間が長くても、自然の水圧にて冷却水を補充し続けることができるので、燃料棒が露出することなく、水素の発生や気圧上昇で爆発する危険も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】原子力発電所の概略構成を説明する図である。
【図２】原子炉周辺と主除熱手段としての残留熱除去系（ＲＨＲ）を説明する図である。
【図３】原子炉建屋と、本発明の自然水源からの通水配管と電磁弁及び排気配管と電磁弁を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  図３に示すように、非常用通水装置を設置した原子炉建屋１において、原子力発電所の原子炉建屋１１を地下に設置し、原子炉圧力容器５及び原子炉格納容器６と使用済み燃料貯蔵プール３を自然水源の水位以下に設置する。燃料棒４のある原子炉圧力容器５と使用済み燃料貯蔵プール３及び原子炉格納容器６にも自然水源７（海や、川や、湖など）から通水路８を配管し、その配管途中に通水電磁弁９を設置する。また原子路圧力容器５と使用済み燃料貯蔵プール３及び原子炉格納容器６にも排気路１２を配管し、その配管途中に排気電磁弁１０を設置して地表１３に排気する。
【００１５】  事故により電源が失われる非常時には、通水電磁弁９と排気電磁弁１０が自動的に開き、自然水源７の自然の水圧で燃料棒４のある原子炉圧力容器５と使用済み燃料貯蔵プール３及び原子炉格納容器６にも冷却水が自動的に補充される。
【００１６】  大地震や大津波などで原子力発電所の電源が失われた非常時に、素早く復旧作業にかかれるためにソーラー発電による照明を各建屋に常備しておくとよい。
【００１７】  上述の実施の形態によれば、原子力発電所の原子炉建屋１１を地下に設置してあるので、原子炉圧力容器５及び原子炉格納容器６と使用済み燃料貯蔵プール３の冷却装置故障などの非常時に通水電磁弁９と排気電磁弁１０の手動スイッチを切り、自然水源７の自然水を自動通水させて冷却水を補充することができ、電源が失われた非常時には通水電磁弁９と排気電磁弁１０が自動的に開き、自然水を自動通水させて冷却水を補充させることができ、震災などの被害を少なくすることができる。また、修復不可能な大災害時には原子炉建屋を土砂で埋没させ、放射性物質の飛散被害を最小限に留めることができる。
【００１８】  このように、種々の安全装置が設置してあっても、その全てが破壊されるような特別な非常事態が起きた場合には、地下に設置した原子炉建屋１１を土砂で埋没させ放射性物質の飛散を少なくくい止めることができる。
【００１９】  新規に原子力発電所を設置する際は本発明の効果が有効である。既設原子力発電所では、原子炉建屋だけを自然水源より低い地下に移設することで、新規に設置するよりも安価な費用で安全対策が実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】  本発明は電源が失われた非常時の原子炉冷却水の自動補充と、定期点検の際に手動で電磁弁の電源スイッチを切って冷却水補充実験をすることができる。
【符号の説明】
【００２１】  １……非常用通水装置を設置した原子炉建屋、２……自然水源の水位、３……使用済み燃料貯蔵プール、４……燃料棒、５……原子炉圧力容器、６……原子炉格納容器、７……自然水源、８……通水路、９……通水電磁弁、１０……排気電磁弁、１１……原子炉建屋、１２……排気路、１３……地表。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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